ressaut-hydraulique

Un événement quotidien repéré lorsque nous ouvrons le robinet pour nous brosser les dents. a déconcerté les ingénieurs pendant des siècles. Le célèbre inventeur et peintre Léonard de Vinci a déjà documenté ce phénomène, maintenant connu sous le nom de ressaut hydraulique, dans les années 1500. Les ressauts hydrauliques sont inoffensifs dans nos éviers domestiques, mais ils peuvent provoquer de violentes vagues, des turbulences et des tourbillons dans les eaux plus profondes.

Le ressaut hydraulique

Voici un exemple :

Depuis les années 1820, les scientifiques pensaient que les ressauts hydrauliques résultaient en partie de l’attraction gravitationnelle. Mais un article publié dans le Journal of Fluid Mechanics a réfuté cette théorie de longue date. Rajesh Bhagat, étudiant au doctorat en génie chimique au St John ‘s College de l’Université de Cambridge et premier auteur de cet article, a tiré des jets d’eau vers le haut et le côté sur des surfaces planes et a observé exactement les mêmes ressauts hydrauliques que ceux qui coulaient vers le bas.

Comment expliquer ce phénomène ?

Mais quelle en était la cause? Bhagat soupçonnait qu’ils pourraient tous être affectés par les mêmes facteurs – la tension de surface et la viscosité de l’eau. En modifiant ces caractéristiques de l’eau, il était capable de prédire avec précision la taille des ressauts hydrauliques, quelle que soit la direction dans laquelle l’eau se déplaçait – il y a démystifié la théorie gravitationnelle vieille de 200 ans comme cause d’un ressaut hydraulique de type évier. Ce type de ressaut hydraulique est connu sous le nom de ressaut hydraulique circulaire.

Le professeur Paul Linden, directeur de la recherche au département de mathématiques appliquées et de physique théorique de l’université de Cambridge et auteur du document, a décrit les découvertes de Bhagat comme «révolutionnaires». Il a expliqué: « ses expériences et sa théorie montrent que la tension superficielle du liquide est la clé du processus et cela n’a jamais été reconnu, même si le problème a été discuté par de Vinci et bien d’autres depuis des siècles.

Ce travail représente une réalisation remarquable dans notre compréhension de la dynamique des couches minces des fluides. » Bhagat prédit que ses conclusions pourraient avoir des conséquences importantes pour les industries qui consomment beaucoup d’eau. Il a déclaré: « Il est très important de savoir comment manipuler les limites d’un ressaut hydraulique et maintenant, avec cette théorie, nous pouvons facilement étendre ou réduire ses limites.

Réduire la consommation de l’eau

«Comprendre ce processus a de grandes implications et pourrait réduire considérablement l’utilisation industrielle de l’eau. Cette nouvelle théorie est déjà utilisée dans des travaux pratiques du département de génie chimique. Les gens peuvent utiliser cette théorie pour trouver de nouveaux moyens d’utiliser l’eau. Bhagat espère que ses recherches serviront également à trouver de nouveaux moyens de nous aider à utiliser moins d’eau dans les ménages de plusieurs pays.

Source : ST John’s College